河南纳美:如何解决纳米金刚石的定制生产和纳米分散难题

发布时间 | 2023-08-30 09:49 分类 | 行业要闻 点击量 | 560
金刚石 碳化硅 氮化硼 氧化铝 纳米材料
导读:不止在金刚石微粉和纳米金刚石行业,河南纳美还将起独有技术和手段拓展到了其他材料领域,比如可以定向加工各种高硬度、高熔点以及高刚性和化学稳定性的无机非金属材料,例如CBN(立方氮化硼)...

前言——提出问题

金刚石具备优异的力学、电学、热学和化学性能,纳米金刚石又以纳米粒径和比表面积增大而额外获得尺寸效应和活性增大等特性,因此在诸如导电、光学、催化、生物兼容、吸附和涂层等应用领域成为实现金刚石功能性应用的最佳载体!目前,爆轰法制备纳米金刚石以工艺简单和可放大扩展而成为工业量产的重要选项,该方法利用含碳前驱体(TNT和RDX)在爆炸过程中产生的高温高压将炸药中的游离碳原子的重排从而形成金刚石纳米颗粒。但是爆轰法也存在一些固有缺陷,比如产品形貌单一,纯度低,结晶性弱,以及一定安全风险,但这些都不是最棘手的。由于爆轰法反应时间短(10-7-10-6s)且在密闭空间中进行所以导致了碳原子无法进行有效地分散,此外高压条件又会促进团聚作用,因此分散问题尤为凸显。


爆轰法原理示意(来源:纳米金刚石合成技术- 10.3390/app10124094

正文——解决问题

河南省纳美新材料有限公司(河南纳美)是专门从事纳米金刚石、金刚石微粉的生产、研发、销售以及相关技术研发的高新技术公司,公司研发了纳米金刚石的批量生产的技术,可以实现粒度的定制化生产,同时研发了新型的纳米金刚石粒度分级技术,较目前纳米金刚石粒度常规分级技术而言,极大地提高了分级效率和精度,可以实现粒度定制化分级,解决了爆轰法纳米金刚石团聚的问题,可以实现爆轰法纳米金刚石稳定分散。以下就说说河南纳美是通过具体哪些独家技术和手段来解决难题的——

1、纳米金刚石的粒度定制化生产

市场上的纳米金刚石主要分单晶纳米金刚石和多晶纳米金刚石两类。单晶纳米金刚石的生产主要是利于球磨机对5微米以细金刚石微粉整形过程中产生的,因此单晶纳米金刚石单次产出率很低,而且也无法把粒度做的很细,无法进行批量化生产且无法进行粒度定制化生产,河南纳美研发了新型的单晶纳米金刚石生产技术,转化率高,基本可以实现全部转化,同时可以实现粒度的定制化生产。

2、纳米金刚石的粒度分级

不同应用领域对纳米金刚石的粒度有着不同的需求,目前常规的纳米金刚石的粒度分级采用的是离心机进行分级,一次只能出一个粒度成品,分选周期长,效率低,河南纳美研发了一种新型的纳米金刚石粒度分级工艺,可以一次性分级出多个粒度段的成品。


该技术不仅适用于纳米金刚石定制化生产,也可以适用于微米级以及其它材料的粒度定制化生产。

3、分散剂

河南纳美自研了多种分散剂,包括水性及油性分散剂,该分散剂可以适用于对细粒度物料进行分散,以便能够实现粒度精确分级,同时还可以实现纳米材料在不同体系中的长时间的分散稳定。

主力产品

1、单晶纳米金刚石——可以提供悬浮液和干粉两种

该单晶纳米金刚石形貌规则,粒度均匀,分散性良好,可以提供40nm-200nm不同粒度段的产品,也可以根据客户需求进行粒度定制化生产。该产品经特殊处理,可以在不添加任何分散剂的情况下在水中稳定分散。


2、多晶纳米金刚石

利用自研技术解决了爆轰法多晶纳米金刚石团聚严重、分散性差的问题,可实现粒度定制化生产,可提供干粉和悬浮液两种产品,悬浮液采用自研分散剂技术,可长时间保持稳定分散。

爆轰法多晶纳米金刚石TEM图(左)改性处理后的TEM图(右)

上图可以明显低看出提高了分散性,同时没有改变爆轰法纳米金刚石的形貌,还是保持类球形颗粒形貌,这对于爆轰法纳米金刚石的应用有着极为有利的影响。

3、片状多晶纳米金刚石——可以提供干粉和悬浮液两种

该产品经特殊制备工艺制备,形貌为片状结构,分散性良好,可以实现粒度的定制化生产。




4、金刚石微粉——可以提供不同粒度不同晶型粉


5、金刚石球

该产品经特殊制备工艺制备,具有颗粒圆滑类球形的特征,可以提供100微米以粗的产品,也可以进行来料加工。

小结

不止在金刚石微粉和纳米金刚石行业,河南纳美还将起独有技术和手段拓展到了其他材料领域,比如可以定向加工各种高硬度、高熔点以及高刚性和化学稳定性的无机非金属材料,例如CBN(立方氮化硼碳化硅氧化铝——它们以其特性而广泛应用于超硬刀具、研磨抛光、先进陶瓷等工业制造、加工和高性能材料领域,河南纳美为包括金刚石在内的更多新材料提供了更宽更高的舞台。


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作者:粉体圈

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